菲希爾測量電導率原理

菲希爾測量電導率原理

物理原理

電導率是一項重要的材料特性，它反應了金屬中允許通過電流的程度，同時也可以推斷出該金屬的成分、微觀結構或機械性能。

采用相敏渦流測試法來測量材料這一重要的物理量，該方法符合標準DIN EN50994。

它是如何工作的？

相敏渦流法的探頭由鐵素體鐵芯組成，鐵芯周圍繞有兩個線圈。首先，勵磁線圈中的電流產生高頻磁場(kHz-MHz范圍)，該磁場是樣品中產生了渦流。

探頭里的另一個線圈，即測量線圈，用來測量交變電阻(阻抗)。探頭的阻抗通過樣品中的渦流修正，與無樣品時探頭產生的激勵渦流相比，其相位發生偏移(相位角φ)。

相位角φ是由材料的電導率直接決定的。

非接觸測量

在相敏渦流法中，復阻抗的幅值對測量信號不產生影響。因此，探頭不必直接接觸被測物體表面。非接觸測量的距離補償可達200-700μm。該方法可以用來測量被箔片或油漆覆蓋的工件的電導率。

測量過程中需要注意的事項

所有的電磁測量法都是通過比較的方法。也就是將測量信號與存儲在設備中的特征曲線進行比較。為了得到正確的結果，特征曲線必須與當前條件相匹配，可通過校準來實現。

正確的校準才是關鍵！

影響相敏渦流法測量電導率因素主要是樣品的溫度和厚度。此外，操作者應確保在任何測量過程中始終正確放置探頭。

溫度的影響

溫度對金屬的電導率有很大的影響。因此，電導率通常是在20℃的參考溫度下給出的。如果測量時環境溫度不同，測得的電導率值需要轉換成參考溫度對應的電導率值。為此，一些Fischer的電導率探頭內置了溫度傳感器。

樣品厚度的影響

渦流的穿透深度是有限的，如果樣品不夠厚，例如一些硬幣或薄片，就會對測量結果有很大的影響。因此，必須通過設置探頭頻率選擇合適的渦流穿透深度。

操作人員的影響

最后重要一點，儀器的操作方式也是一個主要的影響因素。確保探頭始終垂直接觸被測面，且不受外力。為了獲得更準確的測量值，還可以借助測量臺來使探頭自動接觸樣品。